سوئیچینگ گشتاور چرخشی هشت قطبی اتصالات تونل ضد فرومغناطیسی
طبیعت، انتشار آنلاین: 21 اکتبر 2026; doi:10.1038/s41586-026-11172-5 اتصالات تونلی تمام ضد فرومغناطیسی می توانند هم یک TMR بزرگ و هم یک اثر سوئیچینگ متقابل، گشتاور انتقال چرخش مبتنی بر هشت قطبی را نمایش دهند، حافظه مغناطیسی در مقیاس نانو و دستگاه های بالقوه فضایی با دمای بالاتر را نمایش می دهند.
اتصالات تونل مغناطیسی مبتنی بر فرومغناطیس ها دستگاه های متعارف در اسپینترونیک هستند که کاربردهای گسترده ای در ذخیره سازی داده ها، محاسبات و سنجش دارند. آنها به طور همزمان مکانیسم هایی را برای تشخیص الکتریکی و کنترل نظم مغناطیسی از طریق مقاومت مغناطیسی تونل زنی (TMR) 1، 2، 3، 4، 5 و گشتاور انتقال اسپین 6، 7، 8، 9 نشان می دهند. مدتها تصور می شد که هیچ یک از این اثرات نمی توانند در اتصالات تونلی تمام ضد فرومغناطیسی (AATJs) قابل توجه باشند، با توجه به اینکه آنها مغناطیسی خالص ندارند.
با این حال، اخیرا نشان داده شده است که AATJ های مبتنی بر ضد فرومغناطیس های کایرال به دلیل قطبش اسپین وابسته به تکانه غیر نسبیتی و گشتاور هشت قطبی مغناطیسی خوشه ای، TMR را نشان می دهند، که مظاهر ساختار باند اسپین-شکاف آنها هستند 10، 11، 12، 13. با این حال، اثر متقابل، یعنی همتای ضد فرومغناطیسی گشتاور اسپین-انتقال، به دلیل خنثی بودن جریان الکتریکی کلی، وجود ندارد. در اینجا ما AATJهای نانومقیاس را گزارش میکنیم که این اثر متقابل را نشان میدهند، که آن را گشتاور انتقال چرخشی هشت قطبی (OTT) مینامیم.
ما سوئیچینگ OTT ناشی از جریان PtMn 3 |MgO|PtMn 3 AATJ ها را با مقدار TMR 363 درصد در دمای اتاق و چگالی جریان سوئیچینگ مرتبه 10 MA سانتی متر - 2 نشان می دهیم. مدلسازی نظری ما منشا OTT را از نظر عدم تعادل بین جریانهای اسپین درون و بین زیرشبکه در سراسر AATJ، و بهطور معادل، از نظر قطبش هشت قطبی خالص خوشهای غیر صفر هر لایه PtMn 3 توضیح میدهد.
این کار یک پلت فرم مواد جدید را برای اسپینترونیک ضد فرومغناطیسی ایجاد می کند و مسیری را به سمت حافظه مغناطیسی با مقیاس عمیق و فناوری های تراهرتز در دمای اتاق ارائه می دهد.
این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است که از طریق موسسه شما دسترسی دارد
به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید
Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما
قیمتها ممکن است مشمول مالیاتهای محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه میشود
دادههایی که از طرحهای این مقاله و سایر یافتههای این مطالعه پشتیبانی میکنند، در صورت درخواست معقول از نویسندگان مربوطه در دسترس هستند. نقشه های رنگی علمی که توسط کرامری و همکاران توسعه یافته است. 67 در این مطالعه برای جلوگیری از تحریف بصری داده ها و حذف خوانندگان با نقص دید رنگی استفاده می شود. داده های منبع با این مقاله ارائه شده است.
Moodera, J. S., Kinder, L. R., Wong, T. M. & Meservey, R. مقاومت مغناطیسی بزرگ در دمای اتاق در اتصالات تونل لایه نازک فرومغناطیسی. فیزیک کشیش لت 74، 3273-3276 (1995).
میازاکی، تی و تزوکا، N. اثر تونل زنی مغناطیسی غول پیکر در اتصال Fe/Al 2 O 3 / Fe. جی. مگن. Magn. ماتر 139، L231-L234 (1995).
Tsymbal, E. Y., Mryasov, O. N. & LeClair, P. R. تونل زنی وابسته به اسپین در اتصالات تونل مغناطیسی. J. Phys. متراکم می شود. Matter 15, R109–R142 (2003).
پارکین، اس اس و همکاران. مقاومت مغناطیسی تونل زنی غول پیکر در دمای اتاق با موانع تونل MgO (100). نات. ماتر 3، 862-867 (2004).
Yuasa, S., Nagahama, T., Fukushima, A., Suzuki, Y. & Ando, K. مقاومت مغناطیسی دمای اتاق غول پیکر در اتصالات تونل مغناطیسی Fe/MgO/Fe تک بلوری. نات. ماتر 3، 868-871 (2004).
Slonczewski، J. C. تحریک جریان محور چند لایه مغناطیسی. جی. مگن. Magn. ماتر 159، L1-L7 (1996).
برگر، L. انتشار امواج اسپین توسط یک چند لایه مغناطیسی که توسط یک جریان عبور می کند. فیزیک Rev. B 54, 9353 (1996).
Katine, J. A., Albert, F. J., Burman, R. A., Myers, E. B. & Ralph, D. C. معکوس مغناطیسی جریان محور و تحریکات موج اسپین در ستون های Co/Cu/Co. فیزیک کشیش لت 84, 3149 (2000).
دیائو، زی و همکاران. سوئیچینگ انتقال اسپین و پلاریزاسیون اسپین در اتصالات تونل مغناطیسی با موانع MgO و AlOx. Appl. فیزیک Lett. 87, 232502 (2005).
دونگ، جی و همکاران. مقاومت مغناطیسی تونل زنی در اتصالات تونلی ضد فرومغناطیسی غیر خطی فیزیک کشیش لت 128, 197201 (2022).
Qin, P. et al. مقاومت مغناطیسی دمای اتاق در یک اتصال تونلی کاملا ضد فرومغناطیسی. Nature 613، 485-489 (2023).
چن، ایکس و همکاران. مقاومت مغناطیسی هشت قطبی در یک اتصال تونلی ضد فرومغناطیسی. Nature 613، 490-495 (2023).
مقاله ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
شی، جی و همکاران. اتصالات تونلی کاملا ضد فرومغناطیسی با کنترل الکتریکی روی سیلیکون با مقاومت مغناطیسی بزرگ در دمای اتاق. Adv. ماتر 36, e2312008 (2024).
Wolf، S. A. و همکاران. Spintronics: چشم انداز الکترونیک مبتنی بر چرخش برای آینده. Science 294, 1488-1495 (2001).
تولاپورکار، A. A. و همکاران. اثر دیود اسپین گشتاور در اتصالات تونل مغناطیسی. Nature 438, 339-342 (2005).
ژلزنی، جی و همکاران. میدان های نسبیتی نظم نیل القا شده توسط جریان الکتریکی در ضد فرومغناطیس ها. فیزیک کشیش لت 113 , 157201 (2014).
وادلی، پی و همکاران. سوئیچینگ الکتریکی یک ضد فرومغناطیس Science 351, 587-590 (2016).
بالتز، وی و همکاران. اسپینترونیک ضد فرومغناطیسی Rev. Mod. فیزیک 90 , 015005 (2018).
اولجنیک، ک. و همکاران. سرعت نوشتن الکتریکی تراهرتز در حافظه ضد فرومغناطیسی علمی Adv. 4, ear3566 (2018).
مقاله ADS PubMed PubMed Central Google Scholar
Šmejkal, L., Mokrousov, Y., Yan, B. & MacDonald, A. H. اسپینترونیک ضد فرومغناطیسی توپولوژیکی. نات. فیزیک 14، 242-251 (2018).
دوتا گوپتا، اس و همکاران. سوئیچینگ گشتاور مدار چرخشی یک ساختار ناهمگن فلزی ضد فرومغناطیسی. نات. اشتراک. 11, 5715 (2020).
شی، جی و همکاران. دستکاری الکتریکی نظم مغناطیسی در ستون های PtMn ضد فرومغناطیسی. نات. الکترون. 3، 92-98 (2020).
تسای، اچ و همکاران. دستکاری الکتریکی یک حالت ضد فرومغناطیسی توپولوژیکی Nature 580, 608–613 (2020).
آرپاچی، اس و همکاران. مشاهده سوئیچینگ ناشی از جریان در IrMn 3 ضد فرومغناطیسی غیر خطی با اندازه گیری ولتاژ دیفرانسیل. نات. اشتراک. 12, 3828 (2021).
Du، A. و همکاران. دستکاری الکتریکی و تشخیص آنتی فرومغناطیس در اتصالات تونل مغناطیسی نات. الکترون. 6، 425-433 (2023).
شائو، دی.-ف. و Tsymbal، E. Y. اتصالات تونلی ضد فرومغناطیسی برای اسپینترونیک. npj اسپین. 2، 13 (2024).
Ahn، K.-H.، Hariki، A.، Lee، K.-W. & Kuneš، J. آنتی فرومغناطیس در RuO2 به عنوان ناپایداری موج d Pomeranchuk. فیزیک Rev. B 99, 184432 (2019).
Yuan, L.-D., Wang, Z., Luo, J.-W., Rashba, E. I. & Zunger, A. تقسیم اسپین وابسته به تکانه غول پیکر در ضد فرومغناطیس های مرکزی متقارن کم Z. فیزیک Rev. B 102, 014422 (2020).
Shao، D.-F.، Zhang، S.-H.، Li، M.، Eom، C.-B. & Tsymbal، E. Y. جریانهای خنثی اسپین برای اسپینترونیک. نات. اشتراک. 12, 7061 (2021).
Šmejkal, L., Sinova, J. & Jungwirth, T. منظره تحقیقاتی نوظهور آلترمغناطیس. فیزیک Rev. X 12, 040501 (2022).
فنگ، ز و همکاران. یک اثر غیرعادی هال در دی اکسید روتنیوم آلترمغناطیسی. نات. الکترون. 5، 735-743 (2022).
کرمپاسکی، جی و همکاران. بلند کردن آلترمغناطیسی انحطاط اسپین کرامرز. Nature 626، 517-522 (2024).
Chen, H., Niu, Q. & MacDonald, A. H. اثر هال غیرعادی ناشی از ضد فرومغناطیس غیرهم خط. فیزیک کشیش لت 112 , 017205 (2014).
هیگو، تی و همکاران. سوئیچینگ کامل عمودی نظم ضد فرومغناطیسی کایرال بر اساس جریان. Nature 607، 474-479 (2022).
Rimmler, B. H., Pal, B. & Parkin, S. S. P. اسپینترونیک ضد فرومغناطیسی غیر خطی. نات. کشیش ماتر. 10، 109-127 (2025).
تاکوچی، ی و همکاران. راندن منسجم الکتریکی ضد فرومغناطیس کایرال Science 389، 830-834 (2025).
Nakatsuji, S., Kiyohara, N. & Higo, T. اثر هال غیرعادی بزرگ در یک ضد فرومغناطیس غیر خطی در دمای اتاق. Nature 527، 212-215 (2015).
اخلاص، م و همکاران. اثر ناهنجار Nernst بزرگ در دمای اتاق در یک ضد فرومغناطیس کایرال. نات. فیزیک 13، 1085-1090 (2017).
هیگو، تی و همکاران. اثر کر مغناطیسی نوری بزرگ و تصویربرداری از حوزه های هشت قطبی مغناطیسی در یک فلز ضد فرومغناطیسی. نات. فوتون. 12، 73-78 (2018).
چو، سی تی و همکاران. پلاریزاسیون اسپین بزرگ ناشی از ضد فرومغناطیس های شکستن تقارن در اتصالات تونل ضد فرومغناطیسی. نات. اشتراک. 15, 7840 (2024).
گورونگ، جی، اختیار، م.، لو، کیو کیو، شائو، دی.-ف. و Tsymbal، E. Y. قطبش اسپین تقریبا کامل ضد فرومغناطیس های غیرهم خط. نات. اشتراک. 15, 10242 (2024).
Tserkovnyak، Y. & Mecklenburg، M. انتقال الکترون رانده شده توسط بافت مغناطیسی غیر تعادلی. فیزیک Rev. B 77 , 134407 (2008).
Brataas, A., Tserkovnyak, Y., Bauer, G. E. W. & Kelly, P. J. در Spin Current (ویرایش Maekawa, S. و همکاران) 87-135 (Oxford Univ. Press, 2012).
Ghosh, S., Manchon, A. & Zelezny, J. گشتاور انتقال اسپین قوی غیر متعارف در اتصالات ضد فرومغناطیسی غیر خطی. فیزیک کشیش لت 128 097702 (2022).
لیو، اس و همکاران. اتصال تونل ضد فرومغناطیسی مبتنی بر Mn 3 SnN با مقاومت مغناطیسی تونل زنی غول پیکر و چند حالته: طراحی و اعتبار سنجی نظری. Adv. علمی 12, e02985 (2025).
Ikeda، T. و Tsunoda، Y. نوسانات اسپین در یک آلیاژ منگنز 3 پلاتین ضد فرومغناطیس هشت وجهی. J. Phys. Soc. Jpn. 72، 2614-2621 (2003).
لیو، ز. کیو و همکاران. سوئیچینگ الکتریکی اثر هال غیر عادی توپولوژیکی در یک ضد فرومغناطیس غیر خطی بالاتر از دمای اتاق. نات. الکترون. 1، 172-177 (2018).
Koch, R. H., Katine, J. A. & Sun, J. Z. معکوس با زمان تعیین شده سوئیچینگ انتقال اسپین در نانومغناطیس. فیزیک کشیش لت 92 , 088302 (2004).
سوزوکی، M. T.، Koretsune، T.، Ochi، M. و Arita، R. نظریه چند قطبی خوشه برای اثر غیر عادی هال در ضد فرومغناطیس. فیزیک Rev. B 95 , 094406 (2017).
کوناکانچی، اس تی و همکاران. نوسانات هشت قطبی در مقیاس پیکوثانیه ای قابل تنظیم الکتریکی در ضد فرومغناطیس های کایرال. فیزیک کشیش لت 135 , 136704 (2025).
Szunyogh, L., Lazarovits, B., Udvardi, L., Jackson, J. & Nowak, U. ناهمسانگردی مغناطیسی غول پیکر ضد فرومغناطیس های حجیم IrMn و IrMn 3 از اصول اول. فیزیک Rev. B 79, 020403 (2009).
Yamane، Y.، Gomonay، O. & Sinova، J. دینامیک بافت های ضد فرومغناطیسی غیر خطی که توسط تزریق جریان چرخشی هدایت می شوند. فیزیک Rev. B 100, 054415 (2019).
Shukla، A. & Rakheja، S. نوسانات خودکار تراهرتز مبتنی بر گشتاور چرخشی در ضد فرومغناطیس همسطح غیرهمسطح. فیزیک Rev. Appl. 17, 034037 (2022).
بافت های مغناطیسی مانند Ulloa، C. & Nunez، A. S. Soliton در ضد فرومغناطیس های غیرهم خط. فیزیک Rev. B 93 , 134429 (2016).
داسگوپتا، اس و چرنیشیو، او. نظریه امواج اسپین در یک ضد فرومغناطیس شش ضلعی. فیزیک Rev. B 102, 144417 (2020).
He, Z. & Liu, L. دینامیک مغناطیسی ضد فرومغناطیس فشاردار غیر خطی. J. Appl. فیزیک 135 , 093902 (2024).
Nelapudi، L. S.، Konakanchi، S. T. & Upadhyaya، P. مدل فشرده مبتنی بر SPICE برای سیستم ضد فرومغناطیس کایرال با تزریق جریان چرخشی (v.1.0.0). nanoHUB https://doi.org/10.21981/W9Z6-YV76 (2025).
Hu, S., Zheng, C., Chen, C., Zhou, Y. & Liu, Y. نوسانات چرخشی جریان محور در اتصالات تونل ضد فرومغناطیسی غیر خطی. فیزیک Rev. B 109, 174433 (2024).
کرن، ای. و همکاران. ساختارهای مغناطیسی و فعل و انفعالات مبادله ای در سیستم منگنز - پلاتین فیزیک Rev. 171, 574-585 (1968).
Kresse, G. & Furthmüller, J. طرحهای تکراری کارآمد برای محاسبات انرژی کل از ابتدا با استفاده از مجموعه پایه موج صفحه. فیزیک Rev. B 54, 11169 (1996).
Kresse, G. & Joubert, D. از شبه پتانسیل های اولتراسفت تا روش موج افزوده پروژکتور. فیزیک Rev. B 59, 1758 (1999).
پردو، جی پی و همکاران. بازیابی انبساط چگالی- گرادیان برای تبادل در جامدات و سطوح. فیزیک کشیش لت 100 , 136406 (2008).
لیختن اشتاین، A. I.، Anisimov، V. I. و Zaanen، J. نظریه عملکردی چگالی و برهمکنش های قوی: ترتیب مداری در عایق های موت-هابارد. فیزیک Rev. B 52, R5467 (1995).
مستوفی، A. A. و همکاران. نسخه به روز شده wannier90: ابزاری برای به دست آوردن توابع Wannier با حداکثر محلی سازی شده. محاسبه کنید. فیزیک اشتراک. 185، 2309 (2014).
تومازلو، آر و همکاران. تناوب دامنه در یک ضد فرومغناطیس با صفحه آسان با برهمکنش Dzyaloshinskii-Moriya. فیزیک Rev. B 102, 224432 (2020).
تومازلو، آر و همکاران. تشدید پارامتریک ضد فرومغناطیسی که توسط ناهمسانگردی مغناطیسی کنترل شده با ولتاژ هدایت می شود. فیزیک Rev. Appl. 17, 034004 (2022).
Crameri, F. نقشه های رنگی علمی. Zenodo https://zenodo.org/records/5501399 (2021).
Crameri، F.، Shephard، G. E. & Heron، P. J. استفاده نادرست از رنگ در ارتباطات علمی. نات. اشتراک. 11, 5444 (2020).
ما بحث های مفیدی را با S. Shim در مورد میکروسکوپ فضای خالی نیتروژن روبشی و C. Phatak در مورد تجزیه و تحلیل TEM تایید می کنیم.
این تحقیق عمدتا به عنوان بخشی از مرکز Magnonics با مصرف انرژی (CEEMag) - یک مرکز تحقیقات مرزی انرژی که توسط وزارت انرژی ایالات متحده (DOE)، دفتر علوم، علوم پایه انرژی (BES)، تحت جایزه شمارهای پشتیبانی میشود. DE-AC02-76SF00515 (طراحی تجربی، اندازهگیریهای الکتریکی، رشد مواد، میکروسکوپ فضای خالی نیتروژن، تجزیه و تحلیل نظری، و تجزیه و تحلیل دادهها). این تحقیق همچنین توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده (NSF) از طریق شماره های جایزه پشتیبانی شد.
CNS-2425538 (وابستگی به عرض پالس و اندازهگیری سد انرژی در دانشگاه نورث وسترن؛ اندازهگیریهای الکتریکی در UT آستین)، DMR-2308691 (تجزیه و تحلیل TEM و مشخصههای انتقال بار در دانشگاه نورثوسترن)، DMR-2425567 (مدلسازی نظری در دانشگاه نبران اسکا) (مدل سازی نظری در دانشگاه پردو). م.ح. با تشکر از بنیاد ملی علوم سوئیس (SNSF) برای حمایت مالی از طریق SNSF Postdoc.Mobility کمک مالی شماره. 222234 (تحلیل نظری). L.D.Y. و J.M.R.
حمایت از دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی تحت جایزه شماره. FA9550-23-1-0042 (شبیه سازی DFT و تجزیه و تحلیل نظری). W.R توسط مرکز مواد و دستگاههای کارآمد انرژی (SUPREME) پشتیبانی میشود - یکی از هفت مرکز در JUMP 2.0، یک برنامه شرکت تحقیقاتی نیمهرسانا (SRC) که توسط DARPA (مدلهای وانیر و تحلیل نظری) حمایت میشود. A.M., M.C. و ج.ف. تایید پشتیبانی از طریق قرارداد شماره. 2025-40-I.0 (SPINAM)، توسط آژانس فضایی ایتالیا در قالب فراخوان «Studi di concetti innovativi di sistemi spaziali» (شبیهسازیهای میکرومغناطیسی) تأمین مالی شده است.
این کار همچنین از تسهیلات EPIC (RRID: SCR_026361 ) مرکز NUANCE دانشگاه نورث وسترن استفاده کرد که از منبع Shyne (Numre Grant NSF ECCS-2025633)، مؤسسه بینالمللی نانوتکنولوژی (IIN؛ شماره کمک مالی NIH-S10'sgrant) و Northwestern (North. NSF DMR-2308691).
این نویسندگان به طور مساوی کمک کردند: جیمین کانگ، محمد حمدی
گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه نورث وسترن، اوانستون، IL، ایالات متحده آمریکا
جیمین کانگ، محمد حمدی، شون کونگ چونگ، اریک مت، جردن آتاس، سودنور آرپاچی، مارک سی هرسام و پدرام خلیلی امیری
گروه علوم و مهندسی مواد، دانشگاه نورث وسترن، ایوانستون، IL، ایالات متحده آمریکا
لین دینگ یوان، ویلیام راجرز، پیتر جی. لیم، ام. اس. نیکلاس تی، آنتوان دوینسنتی، وینود کی. سانگوان، جنیفر فاولی، وینایاک پی دراوید، مارک سی هرسام و جیمز ام راندینلی
گروه فیزیک و ستاره شناسی، دانشگاه نبراسکا، لینکلن، NE، ایالات متحده آمریکا
برنامه فیزیک کاربردی، دانشگاه نورث وسترن، اوانستون، IL، ایالات متحده آمریکا
اریک مت، ویلیام راجرز، پیتر جی لیم، سودنور آرپاچی، جنیفر فاولی، وینایاک پی دراوید، مارک سی هرسام، جیمز ام. روندینلی و پدرام خلیلی امیری
گروه مهندسی برق و اطلاعات، پلی تکنیک دی باری، باری، ایتالیا
دانشکده فیزیک کاربردی و مهندسی، دانشگاه کرنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا
گروه فیزیک و نجوم، دانشگاه پردو، وست لافایت، IN، ایالات متحده آمریکا
شرکت وسترن دیجیتال، سن خوزه، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا
گروه مهندسی برق و کامپیوتر خانواده چاندرا، دانشگاه تگزاس در آستین، آستین، تگزاس، ایالات متحده آمریکا
مرکز تحقیقات میکروالکترونیک، دانشگاه تگزاس در آستین، آستین، تگزاس، ایالات متحده آمریکا
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر خانواده المور، دانشگاه پردو، وست لافایت، IN، ایالات متحده آمریکا
گروه شیمی، دانشگاه نورث وسترن، ایوانستون، IL، ایالات متحده آمریکا
گروه علوم ریاضی و کامپیوتر، علوم فیزیکی و علوم زمین، دانشگاه مسینا، مسینا، ایتالیا
P.K.A.، J.K. و م.ح. ایده را تصور کرد. P.K.A. مجموعه مواد و دستگاه های AATJ را طراحی کرد. L.W.، S.C.M. و ج.ا.ک. دستگاه ها را ساخته است. J.K.، S.K.C.، M.S.N.T. و م.ح. اندازه گیری های الکتریکی را با پشتیبانی J.A.، S.A.، M.C.H.، E.M.، A.D.، J.F. و V.K.S انجام داد. م.ح. و J.K. نمونه مغناطیس سنجی جای خالی نیتروژن را طراحی کرد. م.ح. و E.M رشد کردند و نمونه مغناطیس سنجی جای خالی نیتروژن را با پشتیبانی از J.K مشخص کردند. A.D.’A. و G.D.F. میکروسکوپ مرکز جای خالی نیتروژن را انجام داد. P.G.L. تجزیه و تحلیل TEM را با پشتیبانی J.K.، M.H.، V.P.D انجام داد. و M.C.H. M.H.، J.K.
و E.M اندازه گیری های مغناطیس سنجی XRD و SQUID را انجام دادند. N.Z.، J.A.C.I.، J.K. و S.K.C. مقایسه هندسه های سوئیچینگ دو و سه ترمینالی را انجام داد. م.ح. شرح نظری OTT را توسعه داد. M.H.، L.D.Y.، M.E.، W.R.، E.Y.T. و J.M.R. محاسبات DFT و تحلیل نظری را انجام داد. A.M., M.C. و ج.ف. کد میکرومغناطیسی را برای شبیه سازی مدل سه زیرشبکه توسعه داد. A.M., M.C. و ج.ف. شبیه سازی میکرومغناطیسی را با ورودی M.H انجام داد. و پ.ک.ا. S.T.K. و P.U. محاسبه سد انرژی نظری را انجام داد. J.K.، M.H. و پ.ک.ا.
نسخه خطی را با مشارکت همه نویسندگان دیگر نوشت. همه نویسندگان نتایج را مورد بحث قرار دادند، در تجزیه و تحلیل داده ها مشارکت کردند، و در مورد مقاله نظر دادند. این مطالعه تحت رهبری P.K.A انجام شد.
مکاتبه با جیمین کنگ , محمد حمدی یا پدرام خلیلی امیری .
طبیعت از Zhiqi Liu که با Peixin Qin در این مورد نظر داشت تشکر می کند. و داور(های) ناشناس دیگر به دلیل مشارکت در بررسی همتایان این اثر. گزارش های بازبین همتا در دسترس است.
یادداشت ناشر Springer Nature با توجه به ادعاهای قضایی در نقشه های منتشر شده و وابستگی های سازمانی بی طرف باقی می ماند.
a-d، اندازهگیریهای سوئیچینگ ناشی از جریان نماینده با قطرهای مختلف 50 نانومتر (a)، 75 نانومتر (b)، 100 نانومتر (c) و 200 نانومتر (d) انجام شد.
a، اندازهگیریهای مغناطیسسنجی NV روبشی 50 نانومتر بالای نمونه MgO (100)/PtMn3 (100)/Pt (5 نانومتر) انجام شد. b، تبدیل فوریه مربوط به اندازه گیری های مغناطیس سنجی NV.
a، شماتیک سلول واحد PtMn 3 در امتداد [111] مشاهده می شود که دو پیکربندی تعادل را نشان می دهد. هواپیمای کاگومه، هواپیمای x-y است. b، چشم انداز انرژی یک نانو نقطه به عرض 100 نانومتر و ضخامت 7 نانومتر به عنوان تابعی از چرخش صلب موتیف اسپین PtMn 3 از پانل a، که حالت پایه دو برابری را با مانع انرژی Δ ≈ 39 kT نشان می دهد.
کانالهای a , b , رسانایی که برای کانالهای اقلیت اسپین (a) و اکثریت اسپین (b) بر روی جهت اسپین محل شبکه فرعی مربوطه پیشبینی میشوند.
a، شماتیک سیستم سه زیرشبکه شبیه سازی شده. پیکانهای سیاه، آبی، قرمز و سبز مغناطیسی زیرشبکه را در لایه آزاد، قطبش اسپینی زیرشبکهها در لایه ثابت، گشتاورهای درون و بین زیرشبکهای را نشان میدهند که بر روی زیرشبکه 3 در لایه آزاد برای \({\beta }_{1}={\beta }_{2}\que) و زیرشبکههای زیرشبکه عمل میکنند. }_{1}\ne {\beta }_{2}\) . خطوط چین دار خاکستری محور آسان مربوط به یک زیرشبکه معین را نشان می دهد.
\(\phi\) یک زاویه ناهماهنگی کوچک (در اینجا اغراقآمیز) بین مغناطشهای زیرشبکه مربوطه در لایه آزاد و قطبشهای اسپین زیرشبکه در لایه ثابت است. b , c , x - مولفه وابسته به زمان ( b ) و y - مولفه ( c ) از سه مغناطیس زیرشبکه. خطوط یکپارچه (برقطع) نشان دهنده سوئیچینگ از طریق جریان مستقیم (معکوس) از حالت های AP به P (P به AP) است.
a، اقلیت هشت قطبی، b، اکثریت هشت قطبی و، c، کانال های رسانایی با حل قطبی شدن خالص هشت قطبی.
متن اصلی (انگلیسی)
Octupole-driven spin torque switching of antiferromagnetic tunnel junctions
Nature, Published online: 21 October 2026; doi:10.1038/s41586-026-11172-5 All-antiferromagnetic tunnel junctions can display both a large TMR and a reciprocal switching effect, octupole-driven spin-transfer torque, enabling nanoscale magnetic memory and potentially room-temperature terahertz spintronic devices.